JPH0260044A - 金属蒸気放電灯 - Google Patents
金属蒸気放電灯Info
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- JPH0260044A JPH0260044A JP20813188A JP20813188A JPH0260044A JP H0260044 A JPH0260044 A JP H0260044A JP 20813188 A JP20813188 A JP 20813188A JP 20813188 A JP20813188 A JP 20813188A JP H0260044 A JPH0260044 A JP H0260044A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、紫外線光源として使用される金属蒸気放電灯
に関するものである。
に関するものである。
紫外線を照射する光源ランプとして高圧水銀灯が使用さ
れることが多いが、この高圧水銀灯の発光は、多数の輝
線スペクトルからなっており、各スペクトルは相当の広
い波長域にわたって分散している。従って、用途によっ
てはその有効波長域以外の波長の光を放射するが、この
ため、有効波長域の出力が少なかったり、有効波長域以
外の波長の光がその用途にとって有害であり、少ない方
が好ましいことがある０例えば、半導体の製造において
レジストの耐熱性向上のために紫外線を照射して硬化さ
せる工程では、最も有効な波長域は。
れることが多いが、この高圧水銀灯の発光は、多数の輝
線スペクトルからなっており、各スペクトルは相当の広
い波長域にわたって分散している。従って、用途によっ
てはその有効波長域以外の波長の光を放射するが、この
ため、有効波長域の出力が少なかったり、有効波長域以
外の波長の光がその用途にとって有害であり、少ない方
が好ましいことがある０例えば、半導体の製造において
レジストの耐熱性向上のために紫外線を照射して硬化さ
せる工程では、最も有効な波長域は。
約２２０〜３３０ｎｍの範囲であり、 ３３０〜４５０
ｎｍの出力が強いと、レジストの種類によっては発泡現
象を起すので好ましくないとされている。そこで最近で
は、発光管内に水銀の他に金属ハロゲン化物を発光物質
として封入し、特定波長の光の発光量を増加させた金属
蒸気放電灯が多用されているが、例えば沃素とマグネシ
ウムおよび希ガスを封入して沃化マグネシウムを発光物
質とした金属蒸気放電灯は、波長が約２２０〜３３０ｎ
ｍの範囲の出力が十分ではなく、前述のレジストの硬化
工程の光源ランプとして必ずしも満足できるものではな
い、このため最近では、ハロゲンと希ガスおよび水銀と
マグネシウム以外にも、助成分として錫およびビスマス
の少なくとも一種以上を封入し、波長が約２２０〜３３
０ｎｍの範囲の出力を大きくした金属蒸気放電灯が開発
されている。
ｎｍの出力が強いと、レジストの種類によっては発泡現
象を起すので好ましくないとされている。そこで最近で
は、発光管内に水銀の他に金属ハロゲン化物を発光物質
として封入し、特定波長の光の発光量を増加させた金属
蒸気放電灯が多用されているが、例えば沃素とマグネシ
ウムおよび希ガスを封入して沃化マグネシウムを発光物
質とした金属蒸気放電灯は、波長が約２２０〜３３０ｎ
ｍの範囲の出力が十分ではなく、前述のレジストの硬化
工程の光源ランプとして必ずしも満足できるものではな
い、このため最近では、ハロゲンと希ガスおよび水銀と
マグネシウム以外にも、助成分として錫およびビスマス
の少なくとも一種以上を封入し、波長が約２２０〜３３
０ｎｍの範囲の出力を大きくした金属蒸気放電灯が開発
されている。
ところで、かかる金属蒸気放電灯において、ランプ寿命
が長くて、再点弧時の安定性が良いことが要求されるが
、封入される金ＪＡＦ１やハロゲン量が適切でないと、
ランプ寿命が著しく短くなり、また再点弧時の安定性が
悪く、ランプの立消不良が生じる不具合がある。
が長くて、再点弧時の安定性が良いことが要求されるが
、封入される金ＪＡＦ１やハロゲン量が適切でないと、
ランプ寿命が著しく短くなり、また再点弧時の安定性が
悪く、ランプの立消不良が生じる不具合がある。
そこで本発明は、ランプ寿命が長くて、再点弧時の安定
性が良く、波長が約２２０〜３３０ｒ＋＋ｓの範囲の出
力の大きな金属蒸気放電灯を堤供することを目的とする
。
性が良く、波長が約２２０〜３３０ｒ＋＋ｓの範囲の出
力の大きな金属蒸気放電灯を堤供することを目的とする
。
本発明の構成は、発光管の内部に水銀、マグネシウム、
ハロゲンおよび希ガス、更には錫およびビスマスの少な
くとも一種以上が封入され、ハロゲンが沃素もしくは沃
素と臭素の混合物である金属蒸気放電灯であって、 ハロゲンが沃素の場合は、 （Ｉの原子数）／ （Ｍ ｇ ＋ Ｓ ｎａｎｄｌｏｒ
Ｂ ｉの原子数）をＲＩＭとするとき、 ２ 、２
＜ ＲＩ Ｍ ＜ ３ 、６を満足することを特徴とし
、 ハロゲンが沃素と臭素の混合物の場合は、（Ｔ＋Ｂｒの
原子数）／ （Ｍ ｇ ＋ Ｓ ｎ ａｎｄｌｏｒ Ｂ
ｉの原子数）をＲＩＢＭ、（Ｂｒの原子数）／（Ｉ＋
Ｂｒの原子数）をＲＢＨとするとき、 ２．２＜ＲＩＢＭ＜３．６およびＲＢＨ＜０．４を満足
することを特徴とする。
ハロゲンおよび希ガス、更には錫およびビスマスの少な
くとも一種以上が封入され、ハロゲンが沃素もしくは沃
素と臭素の混合物である金属蒸気放電灯であって、 ハロゲンが沃素の場合は、 （Ｉの原子数）／ （Ｍ ｇ ＋ Ｓ ｎａｎｄｌｏｒ
Ｂ ｉの原子数）をＲＩＭとするとき、 ２ 、２
＜ ＲＩ Ｍ ＜ ３ 、６を満足することを特徴とし
、 ハロゲンが沃素と臭素の混合物の場合は、（Ｔ＋Ｂｒの
原子数）／ （Ｍ ｇ ＋ Ｓ ｎ ａｎｄｌｏｒ Ｂ
ｉの原子数）をＲＩＢＭ、（Ｂｒの原子数）／（Ｉ＋
Ｂｒの原子数）をＲＢＨとするとき、 ２．２＜ＲＩＢＭ＜３．６およびＲＢＨ＜０．４を満足
することを特徴とする。
すなわち、マグネシウムに助成分として錫およびビスマ
スの少なくとも一種以上を封入して約２２０〜３３０ｎ
＋＊の範囲の出力を大きくした金属蒸気放電灯において
、ＲＩＭやＲＩＢＭおよびＲＢ Ｈに着目し、これらの
範囲を変化させて鋭意調査した結果９本願発明を完成し
たものであり、これらの範囲を前述の通りにすることに
より、ランプ寿命が長くなり、かつ立消えのない安定し
た点灯が可能であることを見出した。これは、かかる金
属蒸気放電灯において、ハロゲン量が少なくてＲＩＭや
ＲＩＢＭが２．２ よりも小さいと、マグネシウムと発
光管である石英ガラスの反応が点灯中に徐々に進行し、
マグネシウムの発光量が減少してしまうためにランプ寿
命が短くなると推定される。逆にハロゲン量を増加させ
ると１発光管内で安定な化合物が生成し、長時間点灯し
てもマグネシウムの発光量があまり減少しないが、ハロ
ゲン量を増加しすぎると、ハロゲンと電極が反応を始め
、電極が損耗して発光管内面に蒸着し、発光管が黒化し
て光量が減少してしまうため、ランプ寿命が短くなる。
スの少なくとも一種以上を封入して約２２０〜３３０ｎ
＋＊の範囲の出力を大きくした金属蒸気放電灯において
、ＲＩＭやＲＩＢＭおよびＲＢ Ｈに着目し、これらの
範囲を変化させて鋭意調査した結果９本願発明を完成し
たものであり、これらの範囲を前述の通りにすることに
より、ランプ寿命が長くなり、かつ立消えのない安定し
た点灯が可能であることを見出した。これは、かかる金
属蒸気放電灯において、ハロゲン量が少なくてＲＩＭや
ＲＩＢＭが２．２ よりも小さいと、マグネシウムと発
光管である石英ガラスの反応が点灯中に徐々に進行し、
マグネシウムの発光量が減少してしまうためにランプ寿
命が短くなると推定される。逆にハロゲン量を増加させ
ると１発光管内で安定な化合物が生成し、長時間点灯し
てもマグネシウムの発光量があまり減少しないが、ハロ
ゲン量を増加しすぎると、ハロゲンと電極が反応を始め
、電極が損耗して発光管内面に蒸着し、発光管が黒化し
て光量が減少してしまうため、ランプ寿命が短くなる。
更には、例えばＲＩＢＭが３．６ を超えると、遊離ハ
ロゲン量が増加し、再点弧電圧が著しく上昇する。また
、ハロゲンが沃素と臭素の混合物の場合は、ＲＢ Ｈが
０．４ を超えると同様に再点弧電圧が著しく上昇する
。このため、点灯が不安定になり、ランプは立消え不良
を起す。結局のところ、ＲＩＭやＲＩＢＭおよびＲＢＨ
の範囲を前述の通りに規定することにより、ランプ寿命
を長くシ、かつ立消えのない安定した点灯が可能になる
。
ロゲン量が増加し、再点弧電圧が著しく上昇する。また
、ハロゲンが沃素と臭素の混合物の場合は、ＲＢ Ｈが
０．４ を超えると同様に再点弧電圧が著しく上昇する
。このため、点灯が不安定になり、ランプは立消え不良
を起す。結局のところ、ＲＩＭやＲＩＢＭおよびＲＢＨ
の範囲を前述の通りに規定することにより、ランプ寿命
を長くシ、かつ立消えのない安定した点灯が可能になる
。
〔実施例〕
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体的に説明
する。
する。
第１図は、定格消費電力が４ＫＷの金属蒸気放電灯を示
すが、内径が２２ｍ＋ｍ、内容積が約１００ｃｃの発光
管１内に一対の電＋４２．２が２５０ｍｍの間隔で対向
配置されている。発光管１の両端がシール部１１であり
、シール部１１にモリブデン箔３が埋設され、このモリ
ブデン箔３を介して外導線４と電極２が電気的に接続さ
れている。
すが、内径が２２ｍ＋ｍ、内容積が約１００ｃｃの発光
管１内に一対の電＋４２．２が２５０ｍｍの間隔で対向
配置されている。発光管１の両端がシール部１１であり
、シール部１１にモリブデン箔３が埋設され、このモリ
ブデン箔３を介して外導線４と電極２が電気的に接続さ
れている。
発光管１内には、１７０Ｂの水銀、１５トールのアルゴ
ンガスが封入され、マグネシウムが沃化マグネシウムと
して、また、錫とビスマスの１種以上が、沃化部あるい
は沃化ビスマスとして封入されており、波長が約２２０
〜３３０ｎｍの範囲の出力が非常に大きい金属蒸気放電
灯である。ここで、これらの金属の総量は、発光管内容
ＩＩｔｌｃｃ当り１゜ｏ ｘ ｉ ｏ−’〜１．０ＸＩ
Ｏ−＠モル程度である。そして、ハロゲンとして沃素が
封入されているが、沃素と水銀以外の全金属の原子量比
、つまりＲＩＭを変化させたランプを複数本用意し、実
際に点灯した。
ンガスが封入され、マグネシウムが沃化マグネシウムと
して、また、錫とビスマスの１種以上が、沃化部あるい
は沃化ビスマスとして封入されており、波長が約２２０
〜３３０ｎｍの範囲の出力が非常に大きい金属蒸気放電
灯である。ここで、これらの金属の総量は、発光管内容
ＩＩｔｌｃｃ当り１゜ｏ ｘ ｉ ｏ−’〜１．０ＸＩ
Ｏ−＠モル程度である。そして、ハロゲンとして沃素が
封入されているが、沃素と水銀以外の全金属の原子量比
、つまりＲＩＭを変化させたランプを複数本用意し、実
際に点灯した。
第２図は、ハロゲンが沃素の場合の点灯当初の出力に対
する１０００時間点灯後の出力の比、つまり１０００時
間点灯後の波長２２０〜３３０ｎｍの紫外線の出力維持
率（％）を表示しものである。ところで、出力維持率が
７０％に低下すると使用に耐えず、ランプ寿命が終わっ
たと判断されるが、第２図から理解されるように、ＲＩ
Ｍが２程度では出力維持率が３０％程度であり、ランプ
寿命が極端に短いが、ＲＩＭがそれより増加すると出力
維持率は急速に上昇し、ＲＩＭが２．２以上になすると
出力維持率が７０％以上になる。すなわち、ランプ寿命
は１ｏｏｏ時間以上になり、十分長いランプ寿命を得る
ことができる。しかしながら、ＲＩＭが２．６以上から
斬減し、３．６ 以上になると出力維持率が７０％以下
になり、ランプ寿命はｔｏｏｏ時間以下になってしまう
。また、４．０以上になると、ランプ寿命が短かくなる
不具合以外にも、再点弧電圧が著しく上昇し１点灯が不
安定になってランプは立消え不良を起す。結局のところ
、ハロゲンが沃素の場合は、２．２＜ＲＩＭ＜３．６に
すれば。
する１０００時間点灯後の出力の比、つまり１０００時
間点灯後の波長２２０〜３３０ｎｍの紫外線の出力維持
率（％）を表示しものである。ところで、出力維持率が
７０％に低下すると使用に耐えず、ランプ寿命が終わっ
たと判断されるが、第２図から理解されるように、ＲＩ
Ｍが２程度では出力維持率が３０％程度であり、ランプ
寿命が極端に短いが、ＲＩＭがそれより増加すると出力
維持率は急速に上昇し、ＲＩＭが２．２以上になすると
出力維持率が７０％以上になる。すなわち、ランプ寿命
は１ｏｏｏ時間以上になり、十分長いランプ寿命を得る
ことができる。しかしながら、ＲＩＭが２．６以上から
斬減し、３．６ 以上になると出力維持率が７０％以下
になり、ランプ寿命はｔｏｏｏ時間以下になってしまう
。また、４．０以上になると、ランプ寿命が短かくなる
不具合以外にも、再点弧電圧が著しく上昇し１点灯が不
安定になってランプは立消え不良を起す。結局のところ
、ハロゲンが沃素の場合は、２．２＜ＲＩＭ＜３．６に
すれば。
ランプ寿命が長く、点灯も安定して立消え不良が発生す
ることもない。
ることもない。
次に、ハロゲンとして沃素と臭素の混合物をＲＢＨ＝０
．２５ の割合で封入したランプを点灯し。
．２５ の割合で封入したランプを点灯し。
１０００時間点灯後の波長２２０〜３３０ｎｍの紫外線
の出力維持率（％）を？ｌ＋ｑ定した結果を第３図に示
す。これから理解できるように、この場合もハロゲンが
沃素の場合と同様に、ＲＩＢＭが２．２以上になると出
力維持率が７０％以上になるが、それ以降の出力維持率
は沃素単独の場合よりも大きく、ランプ寿命を更に長く
することができる。これは、臭素の添加によってハロゲ
ン化物がより安定化するためと推測される。そして、Ｒ
ＩＢＭが３．６以上になると、出力維持率が７０％以上
であるももの、再点弧電圧が著しく上昇し１点灯が不安
定になってランプは立消え不良を起してしまう。また、
ハロゲンとして沃素と臭素の混合物を封入する場合は、
ＲＢ Ｈの値も重要であり、ＲＢＨの値が大きくなると
、つまり、沃素に対して臭素の割合が大きくなると、再
点弧電圧が著しく上昇する。
の出力維持率（％）を？ｌ＋ｑ定した結果を第３図に示
す。これから理解できるように、この場合もハロゲンが
沃素の場合と同様に、ＲＩＢＭが２．２以上になると出
力維持率が７０％以上になるが、それ以降の出力維持率
は沃素単独の場合よりも大きく、ランプ寿命を更に長く
することができる。これは、臭素の添加によってハロゲ
ン化物がより安定化するためと推測される。そして、Ｒ
ＩＢＭが３．６以上になると、出力維持率が７０％以上
であるももの、再点弧電圧が著しく上昇し１点灯が不安
定になってランプは立消え不良を起してしまう。また、
ハロゲンとして沃素と臭素の混合物を封入する場合は、
ＲＢ Ｈの値も重要であり、ＲＢＨの値が大きくなると
、つまり、沃素に対して臭素の割合が大きくなると、再
点弧電圧が著しく上昇する。
第４図は、ＲＢＨと出力維持率の関係を示すが。
ＲＢ Ｈが０．４ 以上になると出力維持率が大きくて
も不安定領域になり、ランプは立消え不良を起してしま
う、従って、結局のところ、ハロゲンが沃素と臭素の混
合物の場合は、２．２＜ＲＩＢＭく３．６およびＲＢＨ
＜０．４を満足することにより、ランプ寿命が長く、点
灯も安定して立消え不良を解消することができる６ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、発光管の内部に水銀、
マグネシウム、ハロゲンおよび希ガス、更には錫および
ビスマスの少なくとも一種以上が封入され、ハロゲンが
沃素もしくは沃素と臭素の混合物であって、波長が約２
２０〜３３０ｎｎ＋の範囲の出力の大きな金属蒸気放電
灯において、ハロゲンが沃素の場合は、２．２＜ＲＩＭ
＜３．６を満足し、ハロゲンが沃素と臭素の混合物の場
合は、２．２＜ ＲＩ Ｂ Ｍ ＜ ３ 、６およびＲ
Ｂ Ｉ−１＜ ０ 、４を満足するようにしたので、ラ
ンプ寿命が長く、再点弧時の安定性が良くて立消え不良
を生じず、とりわけ半導体製造におけるレジストの耐熱
性向上のための硬化工程用の紫外線光源ランプに適した
金属蒸気放電灯とすることができる。
も不安定領域になり、ランプは立消え不良を起してしま
う、従って、結局のところ、ハロゲンが沃素と臭素の混
合物の場合は、２．２＜ＲＩＢＭく３．６およびＲＢＨ
＜０．４を満足することにより、ランプ寿命が長く、点
灯も安定して立消え不良を解消することができる６ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、発光管の内部に水銀、
マグネシウム、ハロゲンおよび希ガス、更には錫および
ビスマスの少なくとも一種以上が封入され、ハロゲンが
沃素もしくは沃素と臭素の混合物であって、波長が約２
２０〜３３０ｎｎ＋の範囲の出力の大きな金属蒸気放電
灯において、ハロゲンが沃素の場合は、２．２＜ＲＩＭ
＜３．６を満足し、ハロゲンが沃素と臭素の混合物の場
合は、２．２＜ ＲＩ Ｂ Ｍ ＜ ３ 、６およびＲ
Ｂ Ｉ−１＜ ０ 、４を満足するようにしたので、ラ
ンプ寿命が長く、再点弧時の安定性が良くて立消え不良
を生じず、とりわけ半導体製造におけるレジストの耐熱
性向上のための硬化工程用の紫外線光源ランプに適した
金属蒸気放電灯とすることができる。
第１図は金属蒸気放電灯の断面図、第２図から第４図は
出力維持率の変化を示すグラフである。 １・・発光管 １１・・・シール部 ２・・・電極
３・・・モリブデン箔 ４・・・外導線第 図 第 図 １＼す／ｙ／す／Ｆｔ ＪｒＰＣ。 （）（ＩＭ） 第 図 第 図 Ｂｒ（’Ｒ９Ｈ） ｒ＋Ｅｌｒ
出力維持率の変化を示すグラフである。 １・・発光管 １１・・・シール部 ２・・・電極
３・・・モリブデン箔 ４・・・外導線第 図 第 図 １＼す／ｙ／す／Ｆｔ ＪｒＰＣ。 （）（ＩＭ） 第 図 第 図 Ｂｒ（’Ｒ９Ｈ） ｒ＋Ｅｌｒ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）発光管の内部に水銀（Ｈｇ）、マグネシウム（Ｍｇ
）、沃素（Ｉ）および希ガス、更には錫（Ｓｎ）および
ビスマス（Ｂｉ）の少なくとも一種以上が封入され、 ２．２＜（Ｉの原子数）／（Ｍｇ＋Ｓｎ ａｎｄ／ｏｒＢｉの原子数）＜３．６ を満足することを特徴とする金属蒸気放電灯。 ２）発光管の内部に水銀（Ｈｇ）、マグネシウム（Ｍｇ
）、沃素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）および希ガス、更には錫
（Ｓｎ）およびビスマス（Ｂｉ）の少なくとも一種以上
が封入され、 ２．２＜（Ｉ＋Ｂｒの原子数）／（Ｍｇ＋Ｓｎａｎｄ／
ｏｒＢｉの原子数）＜３．６ および （Ｂｒの原子数）／（Ｉ＋Ｂｒの原子数）＜０．４を満
足することを特徴とする金属蒸気放電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208131A JP2553028B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 金属蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208131A JP2553028B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 金属蒸気放電灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260044A true JPH0260044A (ja) | 1990-02-28 |
| JP2553028B2 JP2553028B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16551149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63208131A Expired - Fee Related JP2553028B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 金属蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553028B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009064725A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Harison Toshiba Lighting Corp | メタルハライドランプ |
| JP2012109233A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-06-07 | Ushio Inc | ロングアーク型放電ランプ、及び光照射装置 |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP63208131A patent/JP2553028B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009064725A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Harison Toshiba Lighting Corp | メタルハライドランプ |
| JP2012109233A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-06-07 | Ushio Inc | ロングアーク型放電ランプ、及び光照射装置 |
| TWI500068B (zh) * | 2010-10-26 | 2015-09-11 | Ushio Electric Inc | Long arc discharge lamp, and light irradiation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2553028B2 (ja) | 1996-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |